CN103133780B - 一种卫星电缆固定卡箍及其制造、安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卫星电缆固定卡箍及其制造、安装方法，采用铝合金材料冲压成型，并与卫星通过胶接固定，所述卫星电缆固定卡箍其本体为一矩形底板，四角各倒圆角；底板中央有扎带卡槽；扎带卡槽上下面与斜面相接处分别倒圆角，斜面倾角为120°；扎带卡槽四角各有一个的应力释放孔；扎带卡槽两端靠近底板边缘处各有一个排气挂胶孔。本发明所提供的卫星电缆固定卡箍及其制造、安装方法，具有重量轻、强度高、布局灵活的优点，应用后可有效实现卫星减重。

Description

一种卫星电缆固定卡箍及其制造、安装方法

技术领域

本发明涉及一种卫星用的电缆固定装置，更具体的说，涉及一种卫星电缆固定卡箍及其制造、安装方法。

背景技术

星上电缆装配过程中，为保证电缆在卫星发射阶段固定的可靠性，一般采取在卫星舱板上预留埋件螺接电缆卡箍的方式进行电缆捆扎。通过预埋件和电缆卡箍、包覆物、尼龙扎带等配合将电缆固定在电缆星体结构板上。如图1所示，目前采用的电缆卡箍一般是尼龙底座，由牌号为1010的尼龙材料加工而成，具有多种规格尺寸。为了固定尼龙底座，一般采用紧固件固定，与之配套的零件有埋件（钢丝螺套）、紧固件，其整套质量见下表：

上述电缆固定方法主要存在以下问题：

1）安装电缆卡箍需要在卫星布局设计阶段就在蜂窝结构板的相应位置布置安装埋件，对于临时改动的电缆走向和布局，需要通过后埋等方式重新布设卡箍安装孔。特别对于卫星布局具有很大不确定性的方案阶段，这种电缆固定方式灵活性较差，不便于调整。

2）每组卡箍需要用到1个尼龙底座、2个组安装紧固件和2个螺纹埋件，总重量在10g-20g左右，而一般星上电缆卡箍多达1000个以上。因此，固定星上电缆用的电缆卡箍总重量可达10kg-20kg，强度比差，不利于整星的轻量化设计要求。

3）电缆卡箍的安装必须避开星上主承力结构和预埋热管的安装位置，其布局受到很大的局限性。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种卫星电缆固定卡箍及其制造、安装方法，具有重量轻、强度高、布局灵活的优点，应用后可有效实现卫星减重。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种卫星电缆固定卡箍，采用铝合金薄板冲压成型，并与卫星通过胶接固定。

所述电缆固定卡箍材料为LY12-CZ硬铝。

所述电缆固定卡箍的本体为一矩形底板，四角各倒圆角；底板中央有扎带卡槽；扎带卡槽上下面与斜面相接处分别倒圆角，斜面倾角为120°；扎带卡槽四角各有一个的应力释放孔；扎带卡槽两端靠近底板边缘处各有一个排气挂胶孔。

所述的电缆固定卡箍本体厚度为0.5-1.5mm，长宽根据电缆固定卡箍所穿尼龙扎带的规格有所不同。

所述的电缆固定卡箍的扎带卡槽的长宽高和倒角半径根据电缆固定卡箍所穿尼龙扎带的规格有所不同。

所述的扎带卡槽四角各有一个直径为1mm的应力释放孔；

所述的扎带卡槽两端靠近底板边缘处各有一个直径为2.5mm的排气挂胶孔。

上述卫星电缆固定卡箍的制造方法如下：

步骤1：选取表面平整的铝合金薄板落料；

步骤2：在板料待起模位置钻出4个应力释放孔；

步骤3：利用冲压模具在加工件上冲压出卡槽，分两步起模，首次冲压高度为总高的50%-60%；

步骤4：对加工件进行第二次冲压，起模高度为卡槽设计尺寸；

步骤5：将加工件以卡槽为中心冲压成L×W的长方体，四角倒圆角；

步骤6：在加工件上的对应位置加工两个排气挂胶孔；

步骤7：锐边倒钝、去除毛刺。

上述卫星电缆固定卡箍的安装方法如下：

步骤1：待安装的电缆固定卡箍用15%（Vol.%）的稀盐酸酸洗15分钟；

步骤2：配置J133结构胶，在电缆固定卡箍安装面上涂抹均匀，粘贴在星体结构板表面需要铺设电缆的位置，要求沿电缆走向方向粘贴，每间隔150mm-200mm布设一个，扎带卡槽长度方向与电缆走向平行；

步骤3：用酒精纱布等擦出溢出的残胶，常温固化24小时以上；

步骤4：固化完成后，将与扎带卡槽尺寸对应的尼龙扎带穿入尼龙扎带卡槽,尼龙扎带穿成圈后将需要固定的星上电缆穿入，电缆与扎带接触部分包覆羊毛毡，将尼龙扎带用扎带机收紧并剪去尾部；

如此反复操作直至整条电缆走向上的所有卡箍都扎上扎带，电缆固定完成。

本发明的有益效果如下：

1）本发明在尼龙扎带卡槽起模处采用了大圆弧起膜设计和应力释放孔，有效改善了应力集中状况，同时设计了排气挂胶孔用于排除多余胶和夹杂气泡等，提高了电缆卡箍与卫星结构板的结合强度。通过上述设计，使单个电缆卡箍的静承载达到25kg-50kg，完全能满足星上电缆固定的需要。

2）本发明采用了铝合金电缆卡箍与胶接的固定形式，极大的减轻了星上电缆固定所用结构件的重量，每组电缆卡箍（连固定部分）的重量由10g-20g减少为1g-2g。以一颗卫星1000个电缆卡箍计算，若50%的卡箍采用本发明，可使整星减重5kg-10kg。

3）本发明提供了一种灵活布设卫星电缆走向和固定的方法，有效减少了卫星布局设计和电缆布局更改、返修的工作量，特别适用于卫星方案论证和工程预研阶段的电缆铺设、固定。

附图说明

图1是现有卫星电缆固定卡箍的安装示意图；

图2是本发明卫星电缆固定卡箍一实施例示意图；

图3是图2卫星电缆固定卡箍的外形尺寸三向视图；

图4是图2卫星电缆固定卡箍的加工工艺示意图；

图5是图2卫星电缆固定卡箍受力情况示意图；

图6是图2卫星电缆固定卡箍试验验证拉力机模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个具体实施例进行说明。

图1所示，现有星上电缆装配一般采取在卫星舱板上预留埋件螺接电缆卡箍的方式进行电缆捆扎。通过预埋件6和电缆卡箍7、包覆物和尼龙扎带8等配合将电缆9固定在电缆星体结构板10上，目前采用的电缆卡箍一般是尼龙底座，由牌号为1010的尼龙材料加工而成，具有多种规格尺寸。为了固定尼龙底座，一般采用紧固件固定，与之配套的零件有埋件6（钢丝螺套）、紧固件11。

本发明中的电缆固定卡箍结构如图2所示。电缆固定卡箍本体为一矩形底板1，四角各倒圆角；底板1中央有扎带卡槽2；扎带卡槽2上下面与斜面相接处分别倒圆角，斜面倾角为120°；扎带卡槽2四角各有一个的应力释放孔3；扎带卡槽2两端靠近底板边缘处各有一个排气挂胶孔4，本发明的矩形底板1的特征尺寸如下表1：

表1

表1中的各参数如图3所示。

本实施例的矩形底板1长30mm、宽15mm、厚0.8mm，四角为半径2.5mm的倒圆角，其目的是改善该位置处结构胶的受力情况；底板1中央有扎带卡槽2，扎带卡槽2长16.3mm、宽6mm、高2.5mm，扎带卡槽2上下面与斜面相接处分别为两个半径3.8mm和2.8mm的倒圆角，起弧距离为2.9mm，斜面倾角为120°,其设计目的是为了有效地改善该处的应力情况；而在扎带卡槽2的四角分别有一个直径为1mm的应力释放孔3，其目的是为了消除该处的应力集中。扎带卡槽2两端靠近底板1边缘处各有一个直径为2.5mm的排气挂胶孔4，其目的是为了方便该支架的安装和固定，加强其安装的可靠性。

本实施例中的电缆固定卡箍的制造过程如图4所示，具体如下：

步骤1：选取0.8mm厚且厚薄均匀、表面平整的40mm×20mm的长方体硬铝合金片材料，落料成型，修锉毛刺和圆角后，放置备用。

步骤2：在板料上待起模位置的四个应力集中角上加工四个直径为1mm的应力释放孔。

步骤3：在上一步骤得到的加工件上冲压大圆弧起模，因为该起模高度较大，故需分两次进行冲压，首先冲压高度为1.5mm,长16.3mm,宽6mm的长方形起模。

步骤4：进一步在上一步骤的基础上进行冲压，完成高度2.5mm的长方形起模。

步骤5：将加工件冲压成所需的30mm×15mm大小的长方体，在其四角冲压4个半径为2.5mm的倒圆角。

步骤6：在加工件待安装位置加工两个直径为2.5mm的排气挂胶孔，以便于安装使用。

步骤7：最后进行表面处理，对加工件进行锐边倒钝以及去毛刺处理。

通过上述制造方法可得到本发明的电缆固定卡箍,上述具体加工流程的步骤1-7对应图4的（1）-（7）所示。

下面对电缆固定卡箍的安装和拉力试验进行叙述。

电缆固定卡箍在正常状态下受到两种不同状态力的作用，支架承受静载荷F为200N,其受力示意图见图5所示，制造要求其最大应力应小于所使用铝材的拉伸强度,因此应首先考虑其拉力试验满足要求。

电缆固定卡箍的安装方法如下：

对电缆固定卡箍（设计重量为0.957g）进行试件准备，酸洗除油，然后清洗晾干称重（最终称重为8.29g,10个），同样对蜂窝板试件（初始重量为81.74g）进行试件准备，用酒精擦拭，然后晒干称重，配比J-133结构胶，将电缆固定卡箍和蜂窝板试件胶结固化，要求支架胶合外观良好，胶结完成后蜂窝板重量为90.43g（8个）,单个支架总重量为1.09g(其中支架为0.829g,J-133结构胶为0.261g)。

本实施例中对电缆卡箍的静承载能力进行了测试，试验方法如下：

采用由现有的力矩扳手（精度为1N·m，量程为400N·m）为主体的拉力机，采用虎台钳进行夹持固定，拉伸装置为3mm的钢丝绳，旋转轮半径为40mm，黄油转轴由石墨润滑，手动操作，其示意图见图6所示，拉力机最大拉力量程为400N·m/0.04m＝10000N，最小分辨率为25N。使用该拉力机进行试验，采用不同规格的扎带分别进行正向和切向拉力试验，所使用扎带拉力值均超过200N，最大承载达到550N，足以满足电缆固定使用。

Claims (6)

1.一种卫星电缆固定卡箍，其特征在于：所述电缆固定卡箍采用铝合金薄板冲压成型，并与卫星通过胶接固定，所述的电缆固定卡箍的本体为一矩形底板(1)，底板(1)中央有扎带卡槽(2)，扎带卡槽(2)四角各有一个应力释放孔(3)；扎带卡槽(2)两端靠近底板边缘处各有一个排气挂胶孔(4)。

2.根据权利要求1所述的卫星电缆固定卡箍，其特征在于：所述本体四角各倒圆角(5)，所述扎带卡槽(2)上下面与斜面相接处分别倒圆角，斜面倾角为120°。

3.根据权利要求2所述的卫星电缆固定卡箍，其特征在于：所述应力释放孔(3)的直径为1mm。

4.根据权利要求2所述的卫星电缆固定卡箍，其特征在于：所述排气挂胶孔(4)的直径为2.5mm。

5.一种卫星电缆固定卡箍的制造方法，其特征在于：用于制造如权利要求2、3或4所述的卫星电缆固定卡箍，包括步骤如下：

步骤1：选取表面平整的铝合金薄板落料；

步骤2：在板料待起模位置钻出4个应力释放孔(3)；

步骤3：冲压扎带卡槽(2)至设计高度的50％-60％；

步骤4：冲压扎带卡槽(2)至设计高度；

步骤5：将加工件以扎带卡槽(2)为中心冲压成L×W的长方体，四角倒圆角；

步骤6：在加工件上的对应位置加工两个排气挂胶孔(4)；

步骤7：锐边倒钝、去毛刺。

6.一种卫星电缆固定卡箍的安装方法，其特征在于：用于将权利要求2、3或4所述的卫星电缆固定卡箍安装在卫星上，包括步骤如下：

步骤1：待安装的电缆固定卡箍用15％的稀盐酸酸洗15分钟；

步骤2：配置J133结构胶，在电缆固定卡箍安装面上涂抹均匀，粘贴在星体结构板表面需要铺设电缆的位置，要求沿电缆走向方向粘贴，每间隔150mm-200mm布设一个，扎带卡槽长度方向与电缆走向平行；

步骤3：用酒精纱布擦出溢出的残胶，常温固化24小时以上；

步骤4：固化完成后，将与扎带卡槽尺寸对应的尼龙扎带穿入扎带卡槽,尼龙扎带穿成圈后将需要固定的星上电缆穿入，电缆与扎带接触部分包覆羊毛毡，将尼龙扎带用扎带机收紧并剪去尾部；

步骤5：重复上述操作直至整条电缆走向上的所有卡箍都扎上扎带，电缆固定完成。